[음성인식] 청각필터(Auditory Filter)의 특성과 구현방법 및 알고리즘 구현

등록일 2002.07.18 MS 워드 (doc) | 16페이지 | 가격 1,000원

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청각필터(Auditory Filter)의 특성과 구현방법 및 알고리즘 구현

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목차

개요
1. 소리
2. 소리의 크기
3. 청각
4. 가청주파수

청각의 특성
1. 소리의 인식(認識)
2. 가청 범위
3. 최소가청한
4. 청감특성의 측정
5. 청감특성의 이해
청각필터의 구현방법과 알고리즘
ZCPA 모델
ZCPA 모델 구현
모의 실험 결과
트리구조의 필터뱅크를 이용한 청각 전처리기 설계
트리구조의 필터뱅크 (Tree-Structured Filter Banks; TSFB)

본문내용

일반개요
1. 소리
소리는 물체와 물체가 마찰하여 공기를 진동할 때 발생하는데 1초 동안의 진동 횟수를 주파수라 하며 이를 표시하는 데에는 헤르츠(Hz)라는 단위가 사용됩니다. 즉, 500 헤르츠라 하면 1초 동안에 공기를 500회 진동시킴을 의미합니다. 굵고 낮은 음일수록 주파수가 낮고 가늘고 높은 음일수록 주파수가 높다고 보면 대체로 무방합니다. 주파수의 범위는 0에서 무한대까지이지만 15 헤르츠에서 20000 헤르츠까지를 인간이 감지할 수 있는 주파수즉, 가청(可聽)주파수라고 합니다. 15 헤르츠 이하의 소리는 저주파, 20000 헤르츠 이상의 소리는 초음파라고 칭합니다. 동물들이나 곤충들은 20000 헤르츠 이상의 소리를 듣기도 하는데 개를 부르는 호각, 초음파 곤충퇴치기 등은 이 원리를 이용한 장치들입니다. 개를 부르는 호각의 경우, 그 호각을 부는 사람의 귀에는 호각 소리가 들리지 않지만 개는 그 소리를 듣고 달려옵니다. 초음파 곤충퇴치기 역시 사람은 아무 소리도 듣지 못하므로 곤히 잠을 잘 수 있지만 벼룩, 개미 등은 그 소리로 인해 접근을 하지 못합니다. 저주파는 물리치료용으로 주로 사용됩니다.
가청주파수 가운데에서도 우리가 일상생활에서 접하는 소리들은 대부분 125 ∼ 8000 헤르츠의 범주에 속합니다. ((도표 1-1))에는 우리가 생활 속에서 대하는 소리들이 어떤 주파수 대에 속하는지가 요약되어 있습니다: 소리의 크기를 나타내는 단위로는 데시벨(dB)이 사용되는데 데시벨은 일반 수의 개념과 다릅니다. 즉, 20 데시벨은 10 데시벨의 2배가 아닌 10배로서 1 데시벨의 100배이며 30 데시벨은 20 데시벨의 10배로서 1 데시벨의 1000배입니다. 같은 원리로서, 100 데시벨은 1 데시벨보다 무려 100억 배나 큰 소리인 것입니다. 이를 산술적으로 표시하면 ((도표 1-2))와 같습니다: 소리의 파장은 그 진원지에서 멀어질수록 점점 작아지다가 어느 순간에 사라지게 됩니다. 이는 잔잔한 물에 돌을 던졌을 때 그 파장이 돌이 떨어진 지점에서 멀어질수록 작아지다가 결국 사라지는 것과 같은 이치입니다. 큰 소리일수록 긴 파장을 지니는데 이 역시도 돌이 클수록 그 파장이 길어지는 것과 마찬가지입니다. 100 Kg의 돌과 1 Kg의 돌이 일으키는 파장의 크기에 엄청난 차이가 있듯이 100 데시벨과 1 데시벨의 크기 차이는 엄청난 것입니다.

참고 자료

1. Liu, Weimin, Andreou, A. G., Goldstein, M. H., “Voiced-Speech Representation by an Analog Silicon Model of the Auditory Periphery”, IEEE Trans. Neural Networks, vol. 3, 477-487, 1992.
2. Kates, J. M., “A time-domain digital cochlear model,” IEEE Trans. Signal Proc., vol. 39, 2573-2592, 1991.
3. Ghitza, O., “Auditory nerve representation as a basis for speech processing”, in Advances in Speech Signal Processing, S. Furui and M.M. Sondhi, Eds. New York: Marcel Dekker, 453-458, 1992.
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